五金（jīn）衝壓模具設計（jì）之（zhī）若幹經（jīng）驗之談！

　　

★衝（chōng）壓模具的概念

衝壓模具，也（yě）稱衝模、五（wǔ）金模具、五金衝壓模具，意思差不多（duō）都是一樣的。是指利（lì）用固定在（zài）衝床或壓力機上的模具對金（jīn）屬或非金屬板材施加一定的壓力，使材料產生分離或成型，從而獲得一定尺寸要求、外觀質（zhì）量（liàng）合格的零件的壓力加工方法。模具分為很多種（zhǒng），我這裏主要是針對我熟悉的五金衝壓模具來講。

 

通過模具加工出來的產品，尺寸、外觀都基（jī）本一樣，沒什麽大（dà）的區別（bié），因（yīn）為能快速成型，生產效率高，產品質量穩定，精度符合（hé）要求，材（cái）料利用率高，操作（zuò）簡單、工人勞動強度低，對操作工人技術要求不高，一般人隻要一進來，跟著別人學習操（cāo）作一兩天，很快就能上手，有的甚至不用一兩天，幾分鍾就能學會。如果是產線（xiàn）主機手，要學會操作衝床、送料機、整平機、拆模架模等，都（dōu）是一些很簡單（dān）的（de）活，有力氣、肯吃苦耐勞就行。

 

平時注意安全不要隨（suí）便往模具裏麵放任何的東西在裏麵，扳手啊、剪（jiǎn）刀啊、其它工具等不要放模具裏邊，有模修來修過模具(專業術語：修（xiū）模)之後，你打之前就要（yào）看（kàn）好了，看他們有沒有把東西忘記在模具裏（lǐ）麵，當然一般模修是不（bú）會（huì）犯這樣的錯誤的，不（bú）過（guò）你也要注意一下。別把模具打壞了、或者把身上手上哪裏傷著了，幹這個切記注意安全，一不小心模具裏麵東西（xī）忘記拿（ná）出來了（le），衝床（chuáng）打（dǎ）下來就有可能把模具打壞，萬一裏麵的東西要是飛出（chū）來了?，人有可能也會受傷。

 

有時候叉車叉模具（jù）的時候，沒叉好，模具掉下來了，這個（gè）時候千萬別用手去扶，讓遠一點，模具（jù）摔壞了沒（méi）事，別（bié）把人砸到了；天車吊模具的時候（hòu）也要注意離模具遠一點，小心模具晃過來碰著了就不好（hǎo）了。

 

搞模具這行、或與模（mó）具打交道經常容易出事，新人進廠特別（bié）要（yào）注意這些安全事項。

 

★衝（chōng）壓模具（jù）的（de）結構介紹

 

衝壓模具的結構、衝模的結（jié）構，模具結構（gòu）大同小（xiǎo）異，根據不同的產（chǎn）品特（tè）點及（jí）需求設計相應的模具，不同（tóng）的模具結構，它的功能也不（bú）同，生產出來的產品也不同，總的來（lái）說有簡單的，有複雜的。但是不（bú）管結構怎麽複雜，它的基本結構是不變的（de），無外乎是若幹個模板（bǎn）、入塊和標準（zhǔn）件。

 

模具（jù）一般是由若幹（gàn）模板和零件（我們稱之為入塊、或入子）還有標準件組裝而成。

 

一般的（de）衝壓模具結構，具體的模板從上到下（包括代碼編號）是（shì）：

 

上（shàng）模的模（mó）板（bǎn）有：

上托板（bǎn），上墊腳，上模座（UPU），上墊板（bǎn）（UBU），上夾（jiá）板（PHU）止擋板（PPS），脫料板（PSU）；

 

下模的模板有：

下模板（DIE），下墊板（LBD），下模座（LPD），下墊腳，下托板；

 

 

其它的比（bǐ）較不（bú）常用的（de）模板：

上蓋板（bǎn）（CVU），擊出（chū）板，上模板，下脫料板，下止擋板，下夾（jiá）板，公模，母模等；

 

一些模具零件有：

上模的（de）入子，入塊：夾板入塊、脫料板入塊、衝（chōng）頭等；

 

下模的入子，入塊：下模入塊、下模刀（dāo）口等；

 

標準件：彈簧、六角螺絲、止付螺絲、線簧、等高套、導柱、導套、等高套墊片、兩用銷（xiāo）、頂料銷等；

 

非標準件：外（wài）定（dìng）位、內定位、節距定位、外限位柱、內限位柱等（děng）；

 

★衝壓模具的編（biān）號

 

衝壓模具編號，一般是這樣寫的（舉例（lì））：

 

工程模：90-KNMF0125RAH，90-KNMF0125RAA，90-KNMF0125RBB

 

連續模：90-KNMF0125SAA，90-KNMF0125SBB

 

後麵的（de）RAH，R代表（biǎo）工程模，H代表總共有八套（從A-H，分別是RAH、RBH……RHH），A代表第一套（tào）；RAA或RBB代表鉚合模，比如鉚螺柱、鉚彈片等；

 

SAA、SBB中的S代表連續模，0125代表模具編號，前麵的F代表年份，哪一年生產出來的（de）模具，就用代表哪一年的編號說明，如：F0125、G0125，如果（guǒ）F代（dài）表2010年（nián），那麽2010年生產的模具F0125可以簡稱：125模（mó）具，接（jiē）下來2011年（nián）生（shēng）產的（de）模（mó）具，則是G開頭，此時你再說125模（mó）具，那別人（rén）多半以為是G0125模具了（le）。

 

其它的比如（rú）上夾（jiá）板（PHU），編號則（zé）是90-KNMF0125SAAPHU，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001；

 

如果這個連續模有兩段的話，則在90-KNMF0125SAAPHU編號後（hòu）麵用A和B來說（shuō）明，那麽第一段的夾板應該是90-KNMF0125SAAPHUA，第二段90-KNMF0125SAAPHUB，夾板入塊90-KNMF0125SAAPHPA001、90-KNMF0125SAAPHPB001；

 

下模板（DIE）：90-KNMF0125SAADIE，90-KNMF0125RAHDIE

 

關於其它的編號（hào），這裏沒有解釋到的，簡單做一下說明：

 

一套完整的衝壓模具結構從上到（dào）下應該是：

 

加工代（dài）號

 

模板

 

其它

 

編號 中文名稱 編號 中文名稱 M：銑床 U1U 上托板 UDE 上模板 G：磨床 U2U 上墊腳 PS2 下（xià）脫料板 GD：大磨床 UPU 上模座 PH2 下夾板 WC：線切割 UBU 上墊板 ?PUN 衝頭 W/E：放電 PHU 上夾板 PHP 夾板入塊 Y：外發 PPS 止擋板 UDP 上模板入塊 HT：熱處理 PSU 脫料（liào）板 PSP 脫料板入塊 L：車床（chuáng） AXD 上模板（bǎn）入塊 D：搖臂（bì）鑽床 DIE 下（xià）模板 DPI 下模（mó）入塊 LBD 下墊板 － － LPD 下（xià）模座 － － B2D 下墊腳 － － B1D 下托板 － －

 

“－”代替的表示這個編號不常見或很少用到（dào）

 

★衝壓（yā）常用材料及選用

 

衝壓所用材料的性質與衝壓生產（chǎn）的（de）關係非常密切，其性質直接影響衝壓工藝設計、衝壓件質量和產品使（shǐ）用壽命，還影響組織均衡生產和衝壓件（jiàn）生產成本。

 

在選定衝壓件（jiàn）的材（cái）料時，不僅要考慮使（shǐ）用性能，還應滿足衝壓加（jiā）工和後續工藝性能要求。衝壓加工對材料的基本要求如下。

 

1、具有良好（hǎo）的衝壓成型性能

對於成型工序（xù），比如拉伸、折彎、打段差、凸包等，材料應具有（yǒu）良好的衝壓成型性（xìng）能，即應有良好的抗破裂性（xìng）、良好的（de）貼模性和定形性（xìng），否則產品（pǐn）容易產生變形、破（pò）裂等，造成修模的困難。對於分離工序，則要求材料具有一（yī）定的塑性。

 

2、具有較高的表麵質量

材料表麵應光潔平整，無缺陷損傷（shāng）。表麵質量好的材料，成型時不易破裂，不易擦傷模具，製件的表麵質量（liàng）也（yě）好。

 

3、材（cái）料的厚度公差應符合國家標準

因為一定（dìng）的模具間隙僅適用於一定厚度範圍的材料（liào），若材料厚（hòu）度公差太大；不僅直接影響製件的質量，還可能導致廢品的出現。在校正彎曲、整形（xíng）等工序中，有可能因（yīn）厚度正偏差過大而（ér）引起模具或壓力機的損壞。

 

衝壓常用材（cái）料（liào）及選用（yòng）

 

1、衝壓常用材料

 

衝壓（yā）生產中最常用的（de）材料是金屬材料（包括黑色金屬和（hé）有色（sè）金屬），但有時也用非金屬材（cái）料。其中黑色金屬主要有普通碳素結構鋼、優質碳素結構（gòu）鋼、合金（jīn）結構鋼、碳素工具鋼、不鏽鋼、電（diàn）工矽鋼等；有色金屬主要有純銅、黃銅、青銅、鋁等；非金屬材料有紙板、層壓（yā）板、橡膠板、塑料板、纖（xiān）維板和雲母等。

 

衝壓用金屬材料（liào）的供應狀態一般是各種規格的板料和帶料。板料可用於（yú）工程模的（de）生產，帶料（卷（juàn）料）用於連續模的生產，也可以用於工程模的生產。板料的尺寸較大，可用於大型零件的衝壓，也可以將板料按排樣（yàng）尺寸剪裁成條料後（hòu）用於中小型（xíng）零件的衝壓；帶（dài）料（又（yòu）稱卷料（liào））有各種規格的寬度（dù），展開長度可達幾十米，成卷狀供應，適應於連（lián）續模大批量生產的自動送料。

 

關於各種材料的牌號、規格和性能（néng），可查閱有關手（shǒu）冊和標準。

 

2、衝（chōng）壓材料的合理選用

衝壓（yā）材料的選用要考慮（lǜ）衝壓（yā）件的使用要求、衝壓（yā）工藝要求（qiú）及經濟性等（děng）。

 

(1)按（àn）衝壓件的使用要求合理選材

所選材料應能使衝壓件在機器（qì）或部件中正常工作，並具有一定的（de）使（shǐ）用壽命。為此（cǐ），應根據衝（chōng）壓件的使用條件，使所選材料滿足（zú）相應強度、剛度、韌性、耐蝕（shí）性（xìng）和耐熱性等力方麵的要求。

 

(2)按衝壓工藝要求合理選材

對於任何一種衝壓件，所選的材料應能按照（zhào）其衝壓工藝的要求，穩（wěn）定地成形出不至於開裂或（huò）起皺的合格產品，這是最基本也是最重要的選材要求。為此，可用以（yǐ）下方（fāng）法合理選材。

 

①試衝。根據以往的生產經驗及可能條件，選擇幾種基本能滿足衝壓（yā）件使用要求的板料進行試衝，最後選擇沒（méi）有開（kāi）裂或皺折的、其廢品率低的一（yī）種。這種方法結果比較（jiào）直觀，但帶有較大的 盲目性。

 

②分析與對比。在分析衝壓變形性質的基礎上，把衝壓（yā）成型時的最大（dà）變形程度與板料衝（chōng）壓成型性能所（suǒ）允許采用的極限變形程度進行對比，並以此作為依據，選取適合於（yú）該種零件衝壓（yā）工藝要求的板材。

 

另外，同一種牌（pái）號或同一厚度的（de）板材，還有冷軋和熱軋之分。我國國產板材中，厚板( t>4mm)為熱軋板，薄板（t<4mm）為冷軋板（也（yě）有熱軋板）。與熱（rè）軋板相比，冷軋（zhá）板尺寸精確，偏差小，

 

表麵（miàn）缺陷少，光亮，內部組（zǔ）織致密，衝壓性能更優。(注：t在模具中一（yī）般（bān）代表厚度，例如模板的厚度、材料的厚度均（jun1）可以用（yòng）t來表示。)

 

(3)按（àn）經濟性要求合理選材

所（suǒ）選材（cái）料應在滿足使用性能及衝壓工藝要求的前提下，盡量價格低廉（lián），來源方便，經濟性好，以降低衝壓件的成本。

 

★衝壓模具的分類

 

衝壓（yā）模具的分（fèn）類，一般我們可以（yǐ）簡（jiǎn）單的（de）把它分為兩種，即工程模和連續模；

 

工程模（mó）又可（kě）以分為複合模、拉伸模、鉚合模等，下麵簡單介紹（shào）一下這些模具的結構和作（zuò）用；

 

工程模（mó）：也稱為“單工（gōng）序模”，是指在衝壓的一次行程中，隻能完成一個衝壓工序的模具。這一工程打完了之後，需要人工或用機械手把（bǎ）產（chǎn）品從模具裏麵取出（chū）來，然後放（fàng）到下一站的模具（jù）裏麵繼續生產，直到模具的最後一個工序打完，整個產品才算完（wán）成。這種模（mó）具維修起來簡單，但生產起來費時費力，需要花費較（jiào）多的人工和時間成（chéng）本，產品報廢率較高。

 

複合模（mó）：常見的複合模具結構有有複合下料、複合拉伸等，這種模具結構和別的工（gōng）程模結構略有不同（tóng）。其凸模(也稱為公（gōng）模或衝頭)設計在下（xià）模，其它幾（jǐ）塊模板依次是下夾板(固定凸模衝頭)、下止擋板和下脫料板(外（wài）脫)，上模依次是母模(或刀口)、內脫板和上墊板構（gòu）成（chéng），內（nèi）脫使用等高（gāo）套筒掛在上墊板上麵，然後用打杆（gǎn）或彈簧頂著。比如用來下料的複合模，其內脫一般脫出來母模0.50mm即可，不可（kě）以低於母模，要不（bú）然母模（mó）刀口容易崩掉或者不脫料。內（nèi）脫的力量要足夠（gòu）大，才能（néng）把產品從母模裏麵頂出來，一般如果材料比較厚的話，我們上麵裝的是氮氣（qì）彈簧。

 

連續模：也稱“級進模”，是指在（zài）衝壓的一（yī）次行程過程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上衝（chōng）壓工序的模具，這種模具維修難度較大，需要經驗豐富的（de）鉗工師傅來操作，但是生產起來效率很高，打（dǎ）得速度快的話一（yī）個小時可以生產上千（qiān）個產品，節省人工和時間成本（běn），產品報（bào）廢率較低。

 

★彈簧的壓縮量和計算

在一套（tào）衝壓模（mó）具中，需要用（yòng）到比較（jiào）多的彈性材料，其中包括各種不同規格的彈簧、優力膠、氮（dàn）氣彈簧（huáng）等（děng），按照不同的需要選用不同的彈（dàn）性材料。像折彎、衝孔一般用普通的扁線（xiàn）彈簧就可以了，比如棕色彈簧，也稱為咖啡色彈簧；如果力量不夠就加氮氣彈簧（huáng），當然成本要高一點；優力膠一般用於（yú）拉（lā）深模具、整形模具、或整平麵度用。

 

拉深模具用優力膠非常不錯，當然也可以選用氮（dàn）氣彈（dàn）簧。其（qí）他的像頂料銷、浮塊、兩用（yòng）銷等一般用線簧或黃色彈（dàn）簧，隻（zhī）要可以脫料、不把產品頂出印子、頂變形就好了。優力膠的特點就是力量比較均衡，然而其壽命（mìng）比較短，生產（chǎn）一段時間就可能裂（liè）掉了、不行了、萎掉了，因此一般比較少用，通常（cháng）比較常用氮氣彈（dàn）簧（huáng）。整（zhěng）平麵度優力膠用的多。

 

彈簧包括扁線（xiàn）彈（dàn）簧、線簧等，彈簧的目的就是脫料、壓料，彈（dàn）簧力度的大小，關係著模具生產是（shì）否順（shùn）利（lì）、打出來的產品是否合格等。彈簧力量小了，有可能會造成產品變（biàn）形、模具（jù）不脫料、產品不好從（cóng）模具裏麵拿出（chū）來、帶料，刀口、衝頭容易（yì）磨損等（děng）各種問題。

 

扁線彈簧一般（bān）按顏色劃分為：棕色、綠色、紅色、藍色、黃色，力量也依次減弱，顏色不同，力量大小就不同，壓縮量也不同。

 

有一個土方法可以計算彈簧的（de）壓縮量，那是我（wǒ）剛進（jìn）廠學模具不（bú）久，對模具還不怎麽懂，我師（shī）父教我的：事先測量一下彈簧的（de）總高度，再把彈簧放台虎鉗中，鎖死，然後用（yòng）卡尺測量一下彈簧被夾死之後剩（shèng）下的長度，再用（yòng）彈簧的（de）總長（zhǎng）度減去這個數，再除以總長度即可，此方法任何彈簧通用，比如棕色彈簧長度為60mm，被虎鉗夾死後（hòu）應該還剩下45.6左右，然（rán）後（hòu）你再用60減去45.6等（děng）於14.4，再（zài）用14.4除以60，結果等於0.24，這（zhè）就是它的壓縮量。

 

彈簧按照不同生產次數，比（bǐ）如100萬（wàn）次、50萬次、30萬次，壓縮（suō）量（liàng）選的越大，彈簧壽命越短，模具壽命也就越短（當然彈簧打壞了是可以換的），模具生（shēng）產一段時間可能彈簧就沒力了，質量差一點的彈簧還有可能斷在模具裏麵。一般按照30萬次來計算彈簧（huáng）的壓縮量，也就是說模具打（dǎ）30萬次彈簧可（kě）能就沒（méi）力了（le），當然一（yī）般的衝壓模具壽命都沒那麽長，也可以（yǐ）按（àn）最大壓縮量（liàng）來計（jì）算，按（àn）最大壓縮量（liàng）來計算的話，隻能（néng）保證彈簧不打爆在模具（jù）裏麵。模具壓得死一（yī）點，對產品平麵度也有好處。

 

具體的壓縮量如（rú）下（xià）表：

顏色（sè） 100次 50萬次 30萬次 最大壓縮量 棕（zōng）色彈簧 16% 18% 20% 24% 綠色彈簧 19.20% 21.60% 24% 28% 紅色彈簧 25.60% 28.80% 32% 38% 藍（lán）色（sè）彈簧 32% 36% 40% 48% 黃色彈簧 40% 45% 50% 58%

 

最大壓縮（suō）量（這個彈簧可以（yǐ）壓下去多少（shǎo）），彈（dàn）簧的最大壓縮量等於彈簧的自由高度乘（chéng）以彈簧的最大壓縮比，例（lì）如棕色彈簧，長度為60mm，那麽它（tā）的最大壓縮量為（wéi）：60*24%約等於14，這根（gēn）彈簧最大可以壓下去14個毫米，它的最大行程是14個毫米，模具的行程必須小於14個（gè）毫（háo）米，超過14個毫米，彈簧就可能會失效、變形，還有可能打斷在模具裏麵，或模具（jù）打爆，衝床壓不下去等（děng）。

 

模（mó）具組立之前，也就是裝模之前，必須先（xiān）計算一下彈簧的壓縮量（liàng）是否合適，這樣在試模的時候才不用擔心模具會出問題、打爆等。